Живлення мікроорганізмів (типи, механізми живлення).

Морфологія бактерій: кулеподібні, паличкоподібні, звиті форми.

Виділяють три основні форми бактерій:

- кулясті (або овальні);

- паличкоподібні (циліндрові);

звиті (спіралеподібні).

Хоча відомі і бактерії, що мають іншу форму (наприклад, нитко - подібну, трикутну або зірчасту). Переважна більшість бактерій, що викликають захворювання людини, мають кулясті (коки) і паличко - подібні форми.

Більшість коків (від грец. кokkos – ягода, зерно) мають кулясту або овальну форму, клітини деяких видів можуть бути еліпсоїдними, бобоподібними або ланцетоподібними. По характеру розташування клітин в мазаннях виділяють: - мікрококи (діляться в одній площині і розташовуються безладно); - парні, або диплококи (діляться в одній площині, в мазаннях зазвичай маються в своєму розпорядженні парами, мають бобовидна або ланцетоподібна форми); - стрептококи (діляться в одній площині, зв'язок між клітинами зазвичай зберігається, що додає їм в мазаннях форму намист або чоток, розташованих ланцюжками); - стафілококи (діляться в декількох площинах, утворюючи безформні скупчення, що нагадують виноградні кетяги); - тетракоки (діляться в двох перпендикулярних площинах, в мазаннях розташовуються по чотири у формі квадратів); - сарцини (діляться в трьох перпендикулярних площинах, в мазаннях маються в своєму розпорядженні поверхами у формі «пакунків» або «пакетів» по 8, 16, 32 і більш за клітини).) Мікроби – це в основному одноклітинні безхлорофільні організми прокаріотичного типу. Формою розрізняють кулясті, паличкоподібні і звиті мікроби. Між цими групами є численні і часто непомітні переходи. Велика частина відноситься до групи бактерій. Кулясті мікроби – коки у формі одиничних кульок, або кульок, зчеплених між собою в ланцюжок, – стрептококів, або кульки зчепле- них по чотири – тетракоки; з 8 клітин розташованих в два яруси один над іншим – сарцини; у вигляді грон винограду – стафілококи. Паличкоподібні або циліндрові форми прийнято ділити на бактерії і бацили. Всі паличкоподібні форми, називаються бактеріями. Парні з'єднання клітин – диплобактерії або диплобацили, сполучені в ланцюжки, – стрептобактерії або стрептобацили. Звиті або зігнуті, бактерії розрізняються по довжині, товщині і ступеню звивистості. Палички, зігнуті у вигляді коми називають вібріонами, палички з одним або декількома завитками – спірилами, а з численними завитками на зразок довгої спіралі – спірохети.

Живлення мікроорганізмів (типи, механізми живлення).

Надходження речовин в клітину і виділення продуктів обміну в навколишнє середовище відбувається у мікроорганізмів через всю поверхню тіла шляхом осмосу або адсорбції. На інтенсивність цих процесів надають різні чинники: різниця концентрації живильних речовин в клітині і за її межами, а також проникність для них клітинної оболонки. Осмос є дифузією речовин в розчинах через напівпроникну мембрану. Виникає осмос під дією різниці осмотичного тиску в розчинах по обидві сторони напівпроникної мембрани. Величина осмотичного тиску розчину залежить від молярної концентрації розчинених в нім речовин. Оболонка клітини проникна і затримує лише мікромолекули. Мембрана цитоплазми клітини володіє напівпроникністю: вона є осмотичним бар'єром, регулюючи надходження в клітину і вихід з неї розчинених речовин. Речовини не розчинні у воді, білки, не можуть бути використані клітиною. Вони можуть проникнути в неї лише після розщеплювання на простіші. Цей процес відбувається за допомогою екзоферментів мікробів. Таким чином, при осмотичному проникненні живильних речовин в клітину рушійною силою служить різниця осмо- тичного тиску між середовищем і клітиною. Таке пасивне перенесення речовин не вимагає витрати енергії і протікає до вирівнювання конце- нтрації із зовнішнім розчином. Речовини, що поступили в клітину, включаються в реакцію конструктивного і енергетичного обміну, концентрація деяких з них буде нижча, ніж в середовищі, і надходження даних речовин можливе до повного вичерпання їх з субстрату. Якщо мікроорганізм потрапляє в субстрат, осмотичний тиск якого вищий, ніж в клітині, то цитоплазма віддає воду в зовнішнє середовище. Живильні речовини в клітину не поступають, вміст клітини зменшується в об'ємі, і протопласт відстає від клітинної оболонки. Це явище називається плазмолізом клітини. При надмірному низькому осмотичному тиску зовнішнього середовища може наступити деплазмоліз клітини – явище зворотне плазмолізу, коли унаслідок високої різниці осмотичного тиску цитоплазма переповнюється водою і приводить до розриву клітинної оболонки. Другий шлях надходження речовин в клітину – активний. Шляхом перенесення їх особливими, локалізованими в мембрані цитоплазми речовинами ферментної природи. Ці переносники володіють суб- стратной специфічністю. Кожен транспортує тільки певну речовину. На зовнішній стороні мембрани цитоплазми переносник адсорбує речовину, вступає з нею в тимчасовий зв'язок і віддає на внутрішній стороні її речовину, що транспортується, в цитоплазму.

Вуглецеве живлення

Вуглець складає 50 % від маси сухого залишку клітини. По джерелу вуглецевого живлення мікроорганізми розділяються на дві групи: - автотрофні; - гетеротрофні. Автотрофні мікроорганізми здатні як єдине джерело вуглецю для синтезу органічних речовин тіла використовувати вуглекислоту і її солі. Одні види автотрофних мікроорганізмів асимілюють СО2, використовуючи сонячну енергію – фотосинтезуючі мікроорганізми. Інші мікроорганізми використовують енергію хімічних реакцій окислення деяких мінеральних речовин – хемосинтезуючі. До фотосинтезуючих мікроорганізмів відносяться водорості, піг- ментні бактерії. Бактерійний фотосинтез не супроводжується виділенням О2, як у зелених рослин, а роль Н2О виконує Н2S, при цьому в клітинах накопичується сірка. Всі фотосинтезуючі бактерії містять пігменти – каротиноїди. До хемосинтезуючих мікроорганізмів відносяться бактерії, які окислюють Н2 з утворенням води (водневі бактерії), аміак в азотну кислоту (нітрифікуючі бактерії), сірководень до сірчаної кислоти. Процес хемосинтезу був відкритий С.Н. Віноградським. Гетеротрофні мікроорганізми як джерело вуглецю використову- ють органічні сполуки. До них відносяться бактерії, гриби, дріжджі. Більшість гетеротрофних мікроорганізмів живуть за рахунок викорис- тання органічних речовин різних субстратів тваринного і рослинного походжень – сапрофіти. Деякі гетеротрофи є паразитами. Вони здатні розвиватися в тілі інших організмів харчуючись органічними речови- нами, що входять до складу цих організмів.

Азотне живлення

Залежно від того, якими джерелами азоту мікроорганізми корис- туються їх підрозділяють на 2 групи: 1 Аміноавтотрофні мікроорганізми, що синтезують білкові речо- вини за рахунок мінеральних джерел азоту або простих форм органіч- ного азоту типу сечовини. 2 Аміногетеротрофні мікроорганізми здатні синтезувати ряд амінокислот з простих джерел азоту, але нездібні самостійно синтезувати яку-небудь одну амінокислоту. Аміноавтотрофні мікроорганізми при використанні азоту з ряду мінеральних джерел заздалегідь переводять його у форму аміаку, а потім використовують для синтезу амінокислот.